CN115050169A - 一种燃气安全监控系统及方法 - Google Patents

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CN115050169A CN202210602921.XA CN202210602921A CN115050169A CN 115050169 A CN115050169 A CN 115050169A CN 202210602921 A CN202210602921 A CN 202210602921A CN 115050169 A CN115050169 A CN 115050169A
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韩晓明
狄鹏
王滨滨
汪培春
徐志强
张永闯
涂金霖
王珍
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Abstract

本发明公开了一种燃气安全监控系统及方法，其中，燃气安全监控系统包括智能燃气表、燃气泄漏报警器、自闭阀和燃气管；燃气泄漏报警器与智能燃气表通过蓝牙通信连接，燃气管连接智能燃气表和用气设备，自闭阀设置在燃气管上；智能燃气表检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏；燃气泄漏报警器检测泄漏量大于第一预设阈值的燃气泄漏；自闭阀检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，且第二预设阈值大于第一预设阈值；智能燃气表还根据智能燃气表的检测结果、燃气泄漏报警器的检测结果或自闭阀的异常状态触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台。本发明通过设备之间互相联动可实现对微、中、大流量泄漏进行全方位立体监测，提高用气安全。

Description

一种燃气安全监控系统及方法
技术领域
本发明涉及燃气安全技术领域，尤指一种燃气安全监控系统及方法。
背景技术
随着生活水平提高，燃气的使用已经普及到千家万户，而天然气本身是易燃易爆的，因此用气安全是保障民生的重中之重。但是，实际情况是由于用气不规范或者管道老化、泄露等，燃气事故时有发生，造成人们生命财产受到威胁，因此，提升燃气的用气安全迫在眉睫。
目前，较常用的燃气安全措施有燃气表表前阀、燃气灶灶前阀、家用燃气泄漏报警器、自闭阀等。虽然安全措施不少，但是普及率不高，各安全设备之间都独立工作，无法互联互通，防护有限，并且责任鉴定界限模糊，无法实现智能监测，同时各设备防护区域有限，不能全面覆盖厨房的用气安全环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃气安全监控系统及方法，实现对居民用气进行全方位立体监测，提高用气安全。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，提供一种燃气安全监控系统，包括智能燃气表、燃气泄漏报警器、自闭阀和燃气管；
所述燃气泄漏报警器与所述智能燃气表通过蓝牙通信连接，所述燃气管的一端与所述智能燃气表连接，所述燃气管的另一端用于与用气设备连接，所述自闭阀设置在所述燃气管上；
所述智能燃气表用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏；
所述燃气泄漏报警器用于检测泄漏量大于所述第一预设阈值的燃气泄漏；
所述自闭阀用于检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述智能燃气表还用于根据所述智能燃气表的检测结果、所述燃气泄漏报警器的检测结果或所述自闭阀的异常状态触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台。
在一些实施方式中，所述智能燃气表还用于根据所述智能燃气表的检测结果、所述燃气泄漏报警器的检测结果或所述自闭阀的异常状态触发关阀机制具体包括：
当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
当所述燃气泄漏报警器检测到燃气泄漏累积浓度大于预设值时，所述燃气泄漏报警器发出警报并发送警报信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制；
当所述自闭阀检测到有大于所述第二预设阈值的燃气泄漏时，所述自闭阀关闭，并使所述智能燃气表触发关阀机制。
在一些实施方式中，所述当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制具体包括：
当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏持续时长大于预设时长时，触发报警和/或关阀机制。
在一些实施方式中，还包括防干烧监测器，所述防干烧监测器与所述智能燃气表通信连接，用于监控灶具区域是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则所述防干烧监测器发送报警信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制。
在一些实施方式中，所述防干烧监测器包括红外热成像传感器和人体识别模块；
所述红外热成像传感器用于监控厨房灶具区域的温度信息，并根据所述温度信息判断是否存在灶具干烧；
所述人体识别模块用于检测灶具区域是否有人。
在一些实施方式中，所述智能燃气表，还用于检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发所述智能燃气表的关阀机制并上报。
在一些实施方式中，所述智能燃气表包括计量表、齿轮和红外光栅检测机构，所述计量表与所述齿轮传动连接，所述红外光栅检测机构与所述齿轮传动连接，用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏。
另一方面，还提供一种燃气安全监控方法，包括：
通过智能燃气表检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
通过燃气泄漏报警器检测泄漏量大于所述第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到大于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足第二预设条件时，所述燃气泄漏报警器发出警报并发送警报信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台；
通过自闭阀检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，并在检测到有大于所述第二预设阈值的燃气泄漏时，所述自闭阀关闭，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
在一些实施方式中，还包括：
通过防干烧监测器监控灶具区域是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则所述防干烧监测器发送报警信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制。
在一些实施方式中，还包括：
通过所述智能燃气表检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发所述智能燃气表的关阀机制并上报。
本发明的技术效果在于：
(1)厨房安全设备之间可互相联动，实现对居民用气进行全方位立体监测，无论是微、中、大流量泄漏，都可以有效监测并实时报警上报关阀，有效降低居民用气事故发生的概率，极大提升了人民生命财产的安全，同时能减少燃气公司对燃气表的现场检修频次，极大的方便燃气公司对表具的管理维护。
(2)通过防干烧检测器能对居民厨房厨具用气时段及现场进行监测，避免人员长时间离开，造成锅具干烧，导致用气火灾的发生。通过对厨具干烧实现自动检测及异常关阀上报处理机制，对燃气灶前端燃气管路进行材料升级，多角度、全方面的提高用气安全。
(3)燃气安全监控系统能实时感知用户用气情况，为燃气公司管网用气调度及区域内调压设备的合理使用，起到数据支撑及调度依据。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本申请具体实施例提供的一种燃气安全监控系统的分布示意图；
图2是红外光栅检测机构与齿轮的配合结构示意图；
图3是本申请具体实施例提供的一种燃气安全监控系统的结构示意图框图。
附图标号说明：
10、智能燃气表；11、齿轮；12、红外光栅检测机构；20、燃气泄漏报警器；30、自闭阀；40、燃气管；50、防干烧监测器；51、红外热成像传感器；52、人体识别模块；60、灶具区域。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的一个实施例中，如图1所示，一种燃气安全监控系统，包括智能燃气表10、燃气泄漏报警器20、自闭阀30和燃气管40；燃气泄漏报警器20与智能燃气表10通信连接，燃气管40的一端与智能燃气表10连接，燃气管40的另一端用于与用气设备连接，自闭阀30设置在燃气管40上。
智能燃气表10用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏；燃气泄漏报警器20用于检测泄漏量大于第一预设阈值的燃气泄漏；自闭阀30用于检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，且第二预设阈值大于第一预设阈值；智能燃气表10还用于根据智能燃气表10的检测结果、燃气泄漏报警器20的检测结果或自闭阀30的异常状态触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台。
具体的，本发明的燃气安全监控系统在厨房现有燃气安全措施基础上，充分利用各种传感技术、联动控制技术及网络通讯技术，来实现厨房用气的安全监测，达到对室内厨房燃气设施及燃气用具的实时监控，实现微小泄漏及时发现、人为误操作及时制止、异常情况及时上报控制。
本发明的智能燃气表10为智能切断型燃气表，其内置有电机阀，电机阀可切断气源。本发明的燃气泄漏报警器20具有以下报警功能：(1)燃气泄漏报警；(2)燃气泄漏报警器未接通电源或与智能燃气表连线故障时的离线报警；(3)传感器故障报警；(4)燃气泄漏报警器内气体浓度检测传感器寿命超期报警。
自闭阀30主体为纯机械结构，一般没有声光提醒功能，通常安装在灶具软管之前。燃气管40可采用不锈钢波纹软管，外层包覆阻燃材料，内管通常为304不锈钢材料，具有阻燃、抗老化、防鼠咬、耐高低温、耐高压、不生锈、使用寿命长等特点，用其替代橡胶软管，可极大降低橡胶软管老化龟裂、鼠咬、接口脱落等风险。燃气管40是燃气安全监控系统的最后一个闭环，确保燃气在户内流通的安全可靠。
本发明可以实现多级燃气泄漏防护，分别为第一级大流量泄漏防护(一般流量大于3m3/h，即第二预设阈值可设置为3m3/h)、第二级中小流量泄漏(一般流量范围在0.03m3/h～3m3/h)及第三级微小流量泄漏防护(一般流量小于0.03m3/h，即第一预设阈值可设置为0.03m3/h)。
第一级大流量泄漏主要发生于胶管脱落或阀门损坏的情况，此种情况主要由自闭阀30进行检测。自闭阀30是在供气异常情况下自动关闭的一种安全装置，是燃气管路上的自动保护装置。在管道压力过低、压力过大、停气、流量过大时，自闭阀会自动关闭。
自闭阀30安装在灶具燃气软管之前，当燃气泄漏发生在自闭阀30前端时，将无法发挥主要作用，此时，可通过智能燃气表10的过流检测功能发挥作用，智能燃气表10的表后管道出现接口脱落、断裂时，会形成超过正常使用情况下的大流量，智能燃气表检测到过气流量超过过流值时(判断时长不应超过120s)，及时将报警信息上传至燃气公司网络平台并自动关闭智能燃气表10的阀门，设置的过流流量阈值不应大于智能燃气表的最大用气负荷，且不应大于智能燃气表10最大流量的1.2倍。
家用管道燃气自闭阀30的额定流量常用的有0.6m3/h和0.9m3/h两种，其过流自动关闭自闭阀30的流量应不大于自身额定流量的两倍，自闭阀30对于一些常见的中小流量泄漏无法有效响应。自闭阀30的过滤阈值小于智能燃气表10的过滤阈值，在出现过流时，自闭阀30首先会在3s内完全关闭，并且当自闭阀30出现异常时，智能燃气表10则会在120s内触发关阀机制，关闭智能燃气表10内置电机阀，从而切断气源，做到了双重保护。
第二级中小流量泄漏类似于管路有较大裂缝的情况，此时主要依靠燃气泄漏报警器20来检测，燃气泄漏报警器20可发出声音和灯光报警，同时把报警信息发送至智能燃气表10，智能燃气表10接收到报警信号后，触发关阀机制，关闭智能燃气表10内置内机阀，从而切断气源。
第三级微小流量泄漏防护类似于管路有微小裂缝的情况，此种泄漏很轻微，要达到燃气泄漏报警器20的设定浓度需要较长周期，此时主要依靠智能燃气表10的微小流量监测功能，通过高精度的计量采样，可以在较短时间抓取到微小泄漏的信号，并根据检测结果触发关阀机制。
智能燃气表10对微小流量的判定需要确保能正确的区分微小泄漏与正常用气的差异，并能实际检测出管道内的微小泄漏信息并做出相应的预警动作，表1和表2是对常用厨房灶具及燃气管路情况的测试数据。
表1家用灶具点火实验数据
场景 流量(m<sup>3</sup>/h)/压力2kPa 备注
林内4.5kW(双眼)大火 0.76 双眼打开
林内4.5kW(双眼)中火 0.45 单眼打开
林内4.5kW(双眼)小火 0.042 单眼最小
史密斯4.5kW(双眼)大 0.88 双眼打开
史密斯4.5kW(双眼)中 0.35 单眼打开
史密斯4.5kW(双眼)小 0.047 单眼最小
注1：个别进口灶具最小火气体流量在0.035m3/h左右。
表2微泄漏场景测试数据
场景 流量(m<sup>3</sup>/h)/压力2kPa 备注
皮管松动 0.039
垫圈不接 0.015 出气口垫圈
模拟长缝2mm 0.008
模拟长缝4mm 0.022
模拟长缝10mm 0.033
模拟垫圈破损 0.013
根据上述表格显示的测试数据可知，微泄漏场景的流量小于灶具最小火气体流量，因此，可将第一预设阈值设置为略小于灶具最小火气体流量，以此来测量是否存在微小燃气泄漏。
本发明的燃气安全监控系统能有效的对居民用气进行全方位立体监测，无论是微、中、大流量泄漏，都可以有效监测并实时报警上报关阀，有效降低居民用气事故发生的概率，极大提升了人民生命财产的安全。
此外，厨房安全设备之间能区域联网联动，并通过主控制设备智能燃气表10统一调度，无论厨房用气出现什么类型的流量泄漏，都能通过智能燃气表10来互相联动，一方面进行现场的声光报警并实时的切断气源，另一方面可及时将现场的报警信息上报到燃气公司的智能表业务平台，通知燃气公司抢修，避免事故的发生，智能表业务平台还可以给对应业主发送信息，以提醒用户家里发生燃气泄漏，回家不要使用明火，避免引发更大的安全事故。同时能减少燃气公司对燃气表的现场检修频次，极大的方便燃气公司对表具的管理维护。同时，燃气监控系统能实时感知用户用气情况，为燃气公司管网用气调度及区域内调压设备的合理使用，起到数据支撑及调度依据。
优选地，智能燃气表10内部还设计有NB-IoT通讯模组，支持和系统平台间的远程通讯，实现远程抄表、充值等功能。
NB-IoT通信技术作为新一代的无线通信技术,在功耗方面也是性能卓越。在NB-IoT通信系统中运用了三种省电技术：DRX、eDRX和PSM。DRX(Discontinuous Reception，不连续接收)与eDRX(extended DRX，扩展不连续接收)为NB-IoT智能终端提供了一种方式，使其可以周期性的交替处于睡眠状态和工作状态。且工作状态的时间远远小于睡眠状态，大部分时间段终端都是处于睡眠状态，也就达到省电的目的。PSM(Power Saving Mode，省电模式)则可使终端在一个较长的周期内关闭接收机，以达到最高级别的省电效果。
NB-IoT通信技术相比于GPRS功耗优势明显，其中连网峰值电流低于GPRS的1/3，空闲平均电流低于GPRS的1/20，PSM平均电流低于GPRS休眠电流1/400，在低功耗物联网领域表现非常抢眼。
燃气安全监控系统的主控制设备智能燃气表10中，主要的通信机制即为NB-IoT低功耗通信技术。在保证设备远传通信的同时，极大的提升了智能燃气表10内干电池的使用寿命。
为方便燃气泄漏报警器20的安装，同时避免改动厨房现有的装修，燃气泄漏报警器20与智能燃气表10之间采用无线蓝牙的连接方式。燃气泄漏报警器20上预留蓝牙模块，且为同时支持主从模式的低功耗蓝牙，智能燃气表10上也需支持低功耗蓝牙功能。燃气泄漏报警器20与智能燃气表10之间为主从通信模式，其中，燃气泄漏报警器20为主模式，智能燃气表10为从模式。
燃气泄漏报警器与智能燃气表的配对流程如下：
(1)燃气泄漏报警器20上电(或者按键触发)打开蓝牙，尝试连接之前已经配对的智能燃气表10，如果超时连接不上，则进入配对模式，燃气泄漏报警器20蓝牙模块扫描蓝牙设备；
(2)智能燃气表10按键激活蓝牙，进入和燃气泄漏报警器20的配对模式，发送周期性的广播内容；
(3)燃气泄漏报警器20扫描搜索燃气标识的智能燃气表后，发起连接并将燃气泄漏报警器20的设备号发送给智能燃气表10，智能燃气表10接收到燃气泄漏报警器20的设备号后，在液晶屏上显示燃气泄漏报警器20设备号。安装人员确认燃气泄漏报警器20设备号与智能燃气表10液晶屏上的设备号是否一致，若一致，长按按键确认配对；
(4)智能燃气表10配对成功后，自动切换回工作模式，蓝牙模块开启，进行连接等待；
(5)如果智能燃气表10超时无法完成配对，则退出配对模式，蓝牙模块休眠，等待下一次的唤醒配对。
燃气泄漏报警器20与智能燃气表配10对成功后，通信流程如下：
(1)智能燃气表10开启广播，在燃气泄漏报警器20与智能燃气表10建立连接之前，智能燃气表10需要先进行广播，智能燃气表10每发送一次广播包，我们称其为一次广播事件，智能燃气表10只有在广播事件期间才打开蓝牙的射频模块，其余时间智能燃气表10的蓝牙模块处于睡眠状态；
(2)燃气泄漏报警器20开启扫描，燃气泄漏报警器20开启扫描模式，打开蓝牙射频接收窗口，当燃气泄漏报警器20的射频接收窗口跟智能燃气表10广播发送的发射窗口匹配成功，而且广播射频通道和扫描射频通道是同一个通道时，燃气泄漏报警器20此时即收到智能燃气表10的广播信号；
(3)智能燃气表10和燃气泄漏报警器20建立连接，燃气泄漏报警器20接收到智能燃气表10的广播信号后，燃气泄漏报警器20会发送连接请求，根据蓝牙协议规定，智能燃气表10发送一次广播包后150us，智能燃气表10必须开启一段时间的射频接收窗口，以接收来自燃气泄漏报警器20的数据包，此时智能燃气表10接收到燃气泄漏报警器20的连接请求后，会发送一次ACK应答包，燃气泄漏报警器20接收到ACK包后，即连接成功；
(4)智能燃气表10和燃气泄漏报警器20数据交互，燃气泄漏报警器20与智能燃气表10连接成功后，当无报警信息时，燃气泄漏报警器20会给智能燃气表10发送一个数据包(通常为空包)，智能燃气表10同时也会回一个数据包(也为空包)，完成一次交互，但是为确保智能燃气表10的低功耗，智能燃气表10蓝牙模块可以设置成开启从设备延迟，例设置slave latency＝10，此时智能燃气表10可以每10个连接周期才回复一次空包给到燃气泄漏报警器20，这样将大大节省智能燃气表10的功耗，提高电池续航时间；
(5)当有报警信息时，燃气泄漏报警器20会将报警信息按照一定的协议方式组包发送给智能燃气表10，智能燃气表10接收到报警信息后，解析数据包，根据数据包信息决定下一次策略。
进一步地，智能燃气表10还用于检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发智能燃气表10的关阀机制并上报。智能燃气表10能支持恒流检测，在检测到一段时间内的持续恒流后，标记为异常用气状态，智能燃气表10会关阀切断，同时将该异常状态发送至燃气公司云平台，提醒运维人员及时检修。
在一些实施例中，智能燃气表10还用于根据智能燃气表10的检测结果、燃气泄漏报警器20的检测结果或自闭阀30的异常状态触发关阀机制具体包括：
当智能燃气表10检测到小于第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
当燃气泄漏报警器20检测到燃气泄漏累积浓度大于预设值时，燃气泄漏报警器20发出警报并发送警报信息至智能燃气表10，使智能燃气表10触发关阀机制；
当自闭阀30检测到有大于第二预设阈值的燃气泄漏时，自闭阀30关闭，并使智能燃气表10触发关阀机制。
具体的，智能燃气表10检测到微小流量泄漏满足预设条件时才触发报警和/或关阀机制，预设条件可根据实际情况进行设置，设置预设条件时需要考虑检测灵敏度与用户体验度之间的平衡，若检测灵敏度太高导致误判，以致需要频繁的检修，会降低用户的使用体验。同理，若灵敏度太低会导致一些真正的泄漏无法检测到，同样造成用户的使用体验。示例性的，本实施例的预设条件可以是预设时长，即只有小于第一预设阈值的燃气泄漏的持续时长大于预设时长时才触发关阀机制，并同步将该状态发送至燃气公司云平台，提醒运维人员及时检修。
燃气泄漏报警器20检测到室内爆炸气体浓度累积达到设定值时，燃气泄漏报警器20将发出声音和灯光报警，同时把报警信息发送至智能燃气表10，智能燃气表10接收到报警信号后，触发关阀机制，关闭内置电机阀，从而切断气源。当厨房内发生第一级大流量泄漏时，自闭阀30和智能燃气表10关闭切断气源的同时，若室内泄漏的气体浓度累积到设定值，燃气泄漏报警器20同样会出声音和灯光报警，以提醒用户。
在一些实施例中，如图1和图3所示，燃气安全监控系统还包括防干烧监测器50，防干烧监测器50与智能燃气表10通信连接，用于监控灶具区域60是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则防干烧监测器50发送报警信息至智能燃气表10，使智能燃气表10触发关阀机制，同时，智能燃气表10还可将异常状态上报给智能表业务平台，智能表业务平台可发送信息给用户，提醒用户灶具存在干烧情况，以便用户进行后续处理。
具体的，当外部气源经过智能燃气表10进入用户家中后，智能燃气表10及防干烧监测器50开始实时的计量及检测，灶具及燃气设备正常工作时，联动系统不影响燃气的正常使用。当灶具发生干烧时，防干烧监测器50则会实时检测到干烧的异常状态，将干烧报警信息传递给智能燃气表10，智能燃气表10得到报警信号后，控制表内内置阀切断进气气源，阻止灶具长时间干烧，并同时上报报警信息通知燃气公司抄表平台。燃气公司抄表平台获知用户干烧信息后，一方面可以通知用户注意用气安全，另一方面会派人到现场进行检修，确保燃气管道的正常。当干烧警报解除后，用户短按智能燃气表10上的菜单按键请求接通进气气源，当燃气表确认警报确实解除后，允许开阀。
防干烧监测器50与智能燃气表10之间通过蓝牙连接，具体的配对过程及连接流程燃气泄漏报警器20与智能燃气表10的连接形式一致。
进一步地，防干烧监测器50包括红外热成像传感器51和人体识别模块52；红外热成像传感器51用于监控厨房灶具区域60的温度信息，并根据温度信息判断是否存在灶具干烧；人体识别模块52用于检测灶具区域60是否有人。
具体的，防干烧监测器50通过矩阵式红外热成像传感器51对整个灶具区域60的温度进行采集，然后根据采集的温度数据判断温度存在突变趋势时则进行报警。红外热成像传感器51设置在厨房吊顶上，对灶具全区域进行监控。判断是否存在灶具干烧的机理是：烹饪时，当锅内温度上升到一定程度时，通过水分的蒸发带走热量，使锅内温度保持恒定，当水分蒸发完成以后，无法再通过水分蒸发带走热量时，锅具的温度将迅速上升，检测到这个趋势时即可判断锅内水分已经快要烧干，即将发生火灾隐患。当出现厨房无人且厨具干烧的异常情况时，能自动报警，并将报警信息发送给智能燃气表10，含内置阀的智能燃气表10作为控制器接收来自防干烧监测器50的报警信息，根据报警信息的严重程度做出不同的处理措施，二者有机的联动操作，从而实现用户的用气状态检测及控制，多角度全功能的实现用气安全。
在一些实施例中，如图2所示，智能燃气表10包括计量表、齿轮11和红外光栅检测机构12，计量表与齿轮11传动连接，红外光栅检测机构12与齿轮11传动连接，用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏。
具体的，智能燃气表10的机械计量部分主要由计量表来完成，其内部有较为复杂的气室结构，保证所有流过的天然气都能被有效剂量，计量表内部的运转机构通过机械传动结构带动齿轮11旋转，然后通过齿轮11啮合带动红外光栅检测机构12运转。
智能燃气表10通过红外光栅检测机构12来对智能燃气表10计数器前级齿轮11的位置检测，齿轮11每转过预设的角度值，红外光栅检测机构12都会有一组特定的编码值与之对应，通过一定时间段的监控，可判断出是否有微小泄漏异常。该技术从硬件层面将采样分辨率从现有的10dm3/imp提高至1dm3/imp，在最小流量为6dm3/h的情况下，燃气表每小时可采集到6个脉冲，即可在1小时内给出是否有微泄漏的判定，如果采用更密集的光栅，采样分辨率还可提升到更高水平，在更短时间给出判定结果。
智能燃气表10设计上采用两通道的采样方案，常规干簧管采样计量通道保持不变，新增微流量采样通道，用于监控是否有细微泄漏，其原理是采用红外光栅形式，对计数器内部齿轮进行光电采样编码，齿轮每转过一定角度都对应唯一的编码值，光栅密度越高，检测的分辨率也就越高，从而实现对微小流量泄漏的有效监测。
综上所述，智能燃气表10具备以下异常流量监控功能：
(1)微小流量检测，及时发现表后管道存在的微小泄漏，对于6～30dm3/h的微小燃气泄漏，能够做出准确的判定，并及时将报警信息上传至燃气公司网络平台；
(2)过流检测，表后管道出现接口脱落、断裂时，会形成超过正常使用情况下的大流量，智能燃气表10检测到过气流量超过过流值时(判断时长不应超过120s)，及时将报警信息上传至燃气公司网络平台并自动关阀，过流流量阈值应为可调参数，可由后台系统设定后下发到燃气表端，过流流量阈值不应大于燃气用具最大用气负荷，且不应大于燃气表最大流量的1.2倍；
(3)恒流检测，无论是因表后管道存在一定程度的泄漏原因，还是因客户忘记关阀原因，智能燃气表10超过一定时间段仍持续恒流过气时(时间和流量范围参数可配)，智能燃气表10判断为异常用气，触发关阀和上报；
(4)与家用燃气泄漏报警器20联动，智能燃气表10通过有线或无线方式(如蓝牙)，收集居民厨房内燃气泄漏报警器20的状态信息及报警信息，并对报警信息作出相应的反应，如关闭智能燃气表10的内置阀门，及时将报警信息上传至燃气公司网络平台等；
(5)与防干烧监测器50联动，智能燃气表10通过有线或无线方式(如蓝牙)，收集居民厨房内防干烧监测器50的状态信息及报警信息，并对报警信息作出相应的反应，如关闭智能燃气表10的内置阀门，及时将报警信息上传至燃气公司网络平台等。
燃气泄漏报警器20具有以下功能：联动型家用燃气泄漏报警器，除了具备传统燃气泄漏报警器对居民厨房间的燃气浓度稳定监测功能外，还应具备自身状态的实时诊断功能，并可通过无线(如蓝牙)或有线方式，将报警器运行工况及相关报警信息发送至智能燃气表10，进而通过智能燃气表10的远传功能上传燃气公司后台系统，泄漏报警时智能燃气表10关闭内置阀门。
防干烧监测器50具有以下功能：联动型红外热像防干烧监测器，其原理是通过红外热成像传感器51对整个灶具区域60的温度进行采集，并通过人体识别模块52判断灶具区域60是否有人，当判断到灶具区域60没有人，且温度存在突变的趋势时，立即发出声光报警，同时将报警信号发送至智能燃气表10，智能燃气表10收到报警信号后立即关闭内置阀门，并上传燃气公司后台系统，有效降低因干烧引起的火灾隐患。
本发明还提供一种燃气安全监控方法的实施例，包括：
S100通过智能燃气表10检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
S200通过燃气泄漏报警器20检测泄漏量大于所述第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到大于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足第二预设条件时，燃气泄漏报警器20发出警报并发送警报信息至智能燃气表10，使智能燃气表10触发关阀机制；
S300通过自闭阀30检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，并在检测到有大于第二预设阈值的燃气泄漏时，自闭阀30关闭，并使智能燃气表10触发关阀机制，第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
本发明通过智能燃气表10、燃气泄漏报警器20和自闭阀30的联动，能有效的对居民用气进行全方位立体监测，无论是微、中、大流量泄漏，都可以有效监测并实时报警上报关阀，有效的降低居民用气事故发生的概率，极大提升了人民生命财产的安全。
进一步地，还包括：S400通过防干烧监测器50监控灶具区域60是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则防干烧监测器50发送报警信息至智能燃气表10，使智能燃气表10触发关阀机制。
通过防干烧检测器50能对居民厨房厨具用气时段及现场进行监测，避免人员长时间离开造成锅具干烧，进而防止导致用气火灾的发生。
进一步地，还包括：S500通过智能燃气表10检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发智能燃气表10的关阀机制并上报。
智能燃气表10对于无论是因表后管道存在一定程度的泄漏原因，还是因客户忘记关阀原因，智能燃气表10超过一定时间段仍持续恒流过气时(时间和流量范围参数可配)，智能燃气表10判断为异常用气，触发关阀和上报，提高用气安全。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气安全监控系统，其特征在于，包括智能燃气表、燃气泄漏报警器、自闭阀和燃气管；
所述燃气泄漏报警器与所述智能燃气表通过蓝牙通信连接，所述燃气管的一端与所述智能燃气表连接，所述燃气管的另一端用于与用气设备连接，所述自闭阀设置在所述燃气管上；
所述智能燃气表用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏；
所述燃气泄漏报警器用于检测泄漏量大于所述第一预设阈值的燃气泄漏；
所述自闭阀用于检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述智能燃气表还用于根据所述智能燃气表的检测结果、所述燃气泄漏报警器的检测结果或所述自闭阀的异常状态触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台。
2.根据权利要求1所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，
所述智能燃气表还用于根据所述智能燃气表的检测结果、所述燃气泄漏报警器的检测结果或所述自闭阀的异常状态触发关阀机制具体包括：
当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
当所述燃气泄漏报警器检测到燃气泄漏累积浓度大于预设值时，所述燃气泄漏报警器发出警报并发送警报信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制；
当所述自闭阀检测到有大于所述第二预设阈值的燃气泄漏时，所述自闭阀关闭。
3.根据权利要求2所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，
所述当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制具体包括：
当所述智能燃气表检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏持续时长大于预设时长时，触发报警和/或关阀机制。
4.根据权利要求1所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，还包括防干烧监测器，所述防干烧监测器与所述智能燃气表通信连接，用于监控灶具区域是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则所述防干烧监测器发送报警信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制。
5.根据权利要求4所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，
所述防干烧监测器包括红外热成像传感器和人体识别模块；
所述红外热成像传感器用于监控厨房灶具区域的温度信息，并根据所述温度信息判断是否存在灶具干烧；
所述人体识别模块用于检测灶具区域是否有人。
6.根据权利要求1所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，
所述智能燃气表，还用于检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发所述智能燃气表的关阀机制并上报。
7.根据权利要求1所述的一种燃气安全监控系统，其特征在于，
所述智能燃气表包括计量表、齿轮和红外光栅检测机构，所述计量表与所述齿轮传动连接，所述红外光栅检测机构与所述齿轮传动连接，用于检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏。
8.一种燃气安全监控方法，其特征在于，包括：
通过智能燃气表检测泄漏量小于第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到小于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足预设条件时，触发报警和/或关阀机制；
通过燃气泄漏报警器检测泄漏量大于所述第一预设阈值的燃气泄漏，并在检测到大于所述第一预设阈值的燃气泄漏满足第二预设条件时，所述燃气泄漏报警器发出警报并发送警报信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制，并将异常状态上报给智能表业务平台；
通过自闭阀检测泄漏量大于第二预设阈值的燃气泄漏，并在检测到有大于所述第二预设阈值的燃气泄漏时，所述自闭阀关闭，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
9.根据权利要求8所述的一种燃气安全监控方法，其特征在于，还包括：
通过防干烧监测器监控灶具区域是否无人且同时存在灶具干烧，若是，则所述防干烧监测器发送报警信息至所述智能燃气表，使所述智能燃气表触发关阀机制。
10.根据权利要求8所述的一种燃气安全监控方法，其特征在于，还包括：
通过所述智能燃气表检测是否存在持续恒流过气的时间大于预设时长，若是，则触发所述智能燃气表的关阀机制并上报。
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